Prirodni mineral. Minerali

Minerali su komponente stijena koje karakterizira poseban kemijski sastav i struktura. Stijena je obično mješavina različitih minerala.

Naša planeta i sve što nas okružuje sastoji se gotovo u potpunosti od minerala.

Unatoč takvoj raznolikosti, nisu ih svi u stanju razlikovati na prvi pogled, štoviše, mnogi brkaju pojmove minerala i stijene. Stoga, za početak, napomenimo to stijena se obično formira od dva ili više minerala.

Kvarc. Predstavljen u granitu u obliku malih prozirnih ili prozirnih kristala. Kvarc je najčešći mineral u zemljinoj kori. Na fotografiji je mliječni kvarc.

Mica. Obično ima tamnu sjajnu boju. Na slici je prikazana vrsta liskuna zvanog biotit.

Feldspar. Mineral koji se obično nalazi u stijenama. Raznolikost na fotografiji naziva se ortoklas i karakterizira je svijetla boja u rasponu od bijele do blijedo ružičaste.

SASTAV I STRUKTURA

Velika većina minerala je čvrsta, ali neki su tečni. Tipično, minerale karakteriše specifičan hemijski sastav i uređena atomska struktura.

SLIČNI I RAZLIČITI

Dijamant i grafit dobro ilustruju razliku između sastava i strukture. Oba su napravljena od čistog ugljenika. Ali ako je dijamant najtvrđi poznati mineral i ne može se izgrebati drugim mineralom, onda je grafit toliko mekan da se koristi za izradu olovke. Unatoč istom kemijskom sastavu, imaju različite strukture, odnosno atomi ugljika su različito grupirani i formiraju različite minerale.

Najčešći minerali zemlje

Danas nauka poznaje preko 3.500 vrsta minerala, ali nešto više od dvije stotine je široko zastupljeno u zemljinoj kori.

Neki od minerala su nekada bili organska materija. Na primjer, ćilibar je fosilizirana smola drevnih crnogoričnih stabala.

Svake godine geolozi i naučnici otkrivaju nove minerale, iako su neki od njih toliko rijetki da se nalaze u samo nekoliko primjeraka. Do sada je otkriveno više od 3.500 minerala, od kojih je samo nekoliko desetina, predvođenih kvarcom, široko rasprostranjeno na površini zemlje.

GRUPA SILIKATA

Ovo je klasa minerala soli silicijumske kiseline. Silikati čine preko 75% mase zemljine kore i oko 28% minerala. Ukupno je u prirodi poznato više od 700 vrsta silikata, uključujući najvažnije materijale za stvaranje stijena - kvarc, feldspate, piroksene, amfibole, liskune i druge.

Većina minerala se sastoji od dva ili više elemenata. Međutim, postoji grupa jednoelementnih minerala, tzv izvorni elementi, kojih ima oko 20 vrsta. Mnogi od ovih minerala su metali kao što su zlato, srebro, platina, bakar, gvožđe i drugi. Osim toga, jednoelementni minerali uključuju dijamant, grafit, sumpor i telurij.

Zdravo svima! Danas sam odlučila da pričam o tome od čega se pravi nakit za ljude. To je drago kamenje koje se kopa iz dubina Zemlje, koje sadrži minerale. A u ovom postu ćemo govoriti upravo o mineralima, o sirovinama od kojih se pravi ovaj prekrasni nakit...

Zemljina kora (više o zemljinoj kori) uglavnom se sastoji od supstanci koje se nazivaju -. Minerali su odigrali veoma važnu ulogu u razvoju čovečanstva i stvaranju civilizacija.

Ljudi iz kamenog doba koristili su silikonske alate. Prije oko 10.000 godina čovjek je ovladao metodom proizvodnje bakra iz rude, a pronalaskom bronze (legura kalaja i bakra) počelo je novo doba – bronzano doba.

Od početka željeznog doba prije 3.300 godina, čovjek je ovladao sve više načina korištenja minerala koji se iskopavaju iz zemljine kore. Moderna industrija još uvijek ovisi o mineralnim resursima Zemlje.

Pronalaženje novih ležišta zahtijeva znanje o tome šta su, sposobnost da ih razlikujemo i kako su završili tamo gdje smo ih pronašli.

Naučnici broje oko 3.000 vrsta minerala, ali samo 100 od njih je prilično rasprostranjeno.

Minerali pripadaju neorganskom (neživom) svijetu. Najčešće su čvrste materije. Samo je živa izuzetak.

Organske i neorganske supstance.

Sve što se izvuče iz zemlje mnogi nazivaju mineralima. Oni takođe uključuju fosilna goriva, kao što je ugalj, u ovu kategoriju.

Mineralozi su ljudi koji profesionalno proučavaju minerale. Smatraju da su nafta, ugalj i prirodni plin organske tvari jer su nastali od ostataka nekada živih životinja i biljaka, pa stoga nisu minerali.

Minerali imaju specifičan hemijski sastav. Oni su uvek homogeni, drugim rečima, svi delovi minerala su isti. To se razlikuje od stijena koje se sastoje od nekoliko minerala.

Minerali se sastoje od hemijskih elemenata, odnosno supstanci koje se hemijskim putem više ne mogu razgraditi na druge supstance. Od 107 elemenata poznatih nauci, 90 se prirodno nalazi u zemljinoj kori.

Neki postoje u zemljinoj kori u čistom ili gotovo čistom obliku. Zovu se prirodni elementi.

Postoje 22 izvorna elementa, uključujući srebro, zlato i dijamante (oblik ugljika).

Zemljina kora.

74% mase zemljine kore čine dva elementa: silicijum i kiseonik. Još 24,27% čini ostalih šest elemenata: gvožđe, aluminijum, natrijum, kalcijum, magnezijum i kalijum. Zajedno čine skoro 99% zemljine kore.

Najčešći minerali su oni su silikati, hemijsko jedinjenje silicijuma i kiseonika, često pomešano sa jednim ili više od ostalih šest elemenata.

Najčešći su silikati kao što su liskun, kvarc i feldspat. U različitim proporcijama, sva tri su glavne komponente različitih vrsta granita. Kvarc erodiran od granita često se nakuplja na obali i formira pješčane plaže.

Određivanje minerala.

Uobičajeni minerali kao što su feldspati, kvarc i liskun nazivaju se minerali koji formiraju stijene. To ih razlikuje od minerala koji se nalaze samo u malim količinama.

Još jedan mineral koji stvara kamenje je kalcit. Formira krečnjačke stene.

U prirodi ima mnogo minerala. Mineralozi su razvili čitav sistem za njihovo određivanje, koji se zasniva na hemijskim i fizičkim svojstvima.

Vrlo jednostavna svojstva, poput tvrdoće ili boje, ponekad pomažu u prepoznavanju minerala. A ponekad to zahtijeva složene laboratorijske testove pomoću reagensa.

Neki minerali se mogu prepoznati po boji, kao što su malahit (zelena) i lapis lazuli (plava). Ali boja je često varljiva, jer se dosta razlikuje među mnogim mineralima.

Razlike u boji zavise od temperature, nečistoća, zračenja, osvjetljenja i erozije.

Mineralna svojstva i tvrdoća.

Mineralna osobina - Ovo je prah koji dobijete kada stružete mineral. Svojstvo je važna karakteristika: ponekad se razlikuje od boje minerala u uzorku i obično je konstantna za isti mineral.

Minerali se razlikuju i po tvrdoći koja se procjenjuje na Mohsovoj skali (nazvanoj po austrijskom mineralogu) od 1 do 10.

Meki mineralni talk na njemu odgovara 1, a dijamant, najtvrđi prirodni mineral, odgovara 10.

Specifična gravitacija.

Specifična težina ili gustina je omjer između težine tvari i iste količine vode. Ova vrijednost je vrlo važna za određivanje.

Ako uzmemo da je specifična težina vode 1, onda za većinu minerala ona varira od 2,2 do 3,2. Specifična težina nekih minerala (ima ih samo nekoliko) je vrlo visoka ili vrlo niska.

Na primjer, kod grafita je rana 1,9, au zlatu od 15 do 20, ovisno o čistoći. Drugi pokazatelj za identifikaciju minerala je cijepanje, odnosno kako se mineral raspada na komade kada se udari.

Držanjem minerala na svjetlu, možete dobiti informacije o njemu. Prozirni minerali tako lako prenose svjetlost da se kroz njih sve može vidjeti.

Neprozirni minerali uopće ne prenose svjetlost, već je odbijaju ili apsorbuju. Ova svojstva se također koriste tokom procesa definicije. Minerali često imaju iridescentni ili metalni sjaj.

Na primjer, galena (olovna ruda) ima metalni sjaj, sjaji gotovo kao metal, a većina silikata ima staklasti sjaj, podsjećaju na sjajno staklo.

Postoje i druge vrste sjaja - zemljani (mutni), biserni, svilenkasti (ili satenski), adamantinski (kao dijamant). Neki minerali mogu imati nekoliko vrsta sjaja.

Sjaj kalcita varira od zemljanog do staklastog. Mnogi minerali imaju specifična svojstva zbog kojih ih je lako prepoznati. Na primjer, talk ima osjećaj sapuna na dodir, a skorodit i prirodni element arsenik mirišu na bijeli luk kada se zagriju.

Kada su izloženi rendgenskim zracima ili ultraljubičastom svjetlu, neki minerali fluoresciraju (mijenjaju boju ili sjaj). Drugi postaju električno nabijeni pod pritiskom ili toplotom.

Postoje i minerali koji se mogu prepoznati samo posebnim testovima u laboratorijama. Neki se otapaju samo u koncentrisanim kiselinama, ali ne i u razrijeđenim, drugi se otapaju samo u vrućim kiselinama, ali ne i u hladnim.

Kristali.

Minerali imaju svoj specifičan sastav i hemijsku formulu. Halit (kamena so) ima hemijsku formulu NaCl. To znači da je halit hemijsko jedinjenje natrijuma (Na) i (Cl).

Dakle, svaki mineral ima specifičan i stalan sastav, atomi njegovih elemenata grade pravilnu trodimenzionalnu rešetku strukture specifične za njega.

Ove kristalne rešetke su geometrijske figure, njihova ravna lica su raspoređena simetrično.

Ako ostavite malo slane vode u ravnoj posudi neko vrijeme, ona će ispariti i na dnu će se formirati kristali soli.

Lupa pokazuje da su to pravilne kocke. Proučavanje kristala je važno za identifikaciju minerala jer većina minerala ima kristale pravilnog, definiranog oblika.

Postoji sedam glavnih kristalografskih, ili izometrijskih, sistema, koji se nazivaju singonije. Na primjer, tirkiz pripada triklinskom sistemu, rubin heksagonalnom sistemu, a dijamant kubičnom sistemu.

Svaki sistem se može opisati prema specifičnosti njegove simetrije – osobinama koje, kada se kristal rotira oko ose, omogućavaju da se pojavi identičan dva ili više puta u jednoj punoj rotaciji.

Za određivanje kristala može se koristiti broj osi simetrije.

Dragocjeni minerali.

Ljudi su pravili nakit od zlata još u kamenom dobu, a od srebra u bronzanom dobu. Danas zlatarima na raspolaganju stoje različiti minerali.

Dijamant (posebno bezbojni) je najskuplji dragi kamen. Takođe, u najskuplje kamenje spadaju: rubin, smaragd i safir, koji se prvenstveno cijene zbog svoje boje.

Ovo kamenje je toliko skupo da se njihova težina meri karatima. Jedan karat je jednak 200 miligrama.

Dijamant je vrsta hemijski čistog uglja i po hemijskom sastavu se ne razlikuje od običnog mekog mineralnog grafita, koji nam je poznat iz olovaka.

Dijamanti su cijenjeni zbog svog sjaja i tvrdoće. Sjaj dobija rezanjem i poliranjem. Razlog za ovu razliku između grafita i dijamanta je taj što su njihovi atomi različito raspoređeni, imaju drugačiju unutrašnju strukturu.

Polimorfoza je sposobnost supstance da postoji u dva ili više oblika sa istim hemijskim sastavom.

Na primjer, rijetka i zelena sorta berila je smaragd. Najljepši primjerci nalaze se u Kolumbiji. Najpoznatiji rubini na svijetu nalaze se u Mjanmaru. Prekrasni safiri kopaju se na Tajlandu i Šri Lanki.

E, sad, mislim da ćemo kada kupimo drago kamenje za sebe znati kakav je njihov sastav i kako se kopa. I razumjet ćemo karate, što pokazuje vrijednost dragog kamenja. Znat ćemo i kako se određuju minerali, kojim metodama se određuje njihova tvrdoća itd...

11.Fizička svojstva minerala.

1. Boja – boja minerala m.b. nekoliko vrsta:

- idiohromatski– karakteristika minerala (malahit, tirkiz);

- alohromatske– unesene nečistoćama drugih minerala ili plinovitim inkluzijama (karneol, ružičasti kvarc);

-pseudohromatski– lažna obojenost uzrokovana interferirajućim svjetlosnim zracima (iridizacija, tamnjenje);

Irizacija– pseudobojnost, koja se pojavljuje unutar kristala. Iridescencija (od grčkog íris - duga), optički fenomen koji se sastoji u pojavi dugine igre boja na licima i ravnima cijepanja nekih minerala (na primjer, kalcita, labradorita, opala, itd.) kada svjetlost prolazi.

Tarnish- tanak iridescentni film na površini minerala, koji se oštro razlikuje od boje ostatka njegove mase. Razlog za P. je prisustvo na površini mineralnih zrna tankih filmova koji nastaju kao rezultat njegove promjene (na primjer, pod utjecajem kisika) i izazivaju svjetlosni efekat duge (vidi Iridescencija). Karakteristično za bornit, halkopirit, limonit itd. Na svježoj površini nije uočen lom minerala P..

2. Boja linije je boja finog praha minerala koji ostaje kada se izgrebe na neglaziranom porcelanskom tanjiru (keksu). TV na Maosovoj skali (5-6) 6-7. Linija se ne poklapa: pirit je mjedasto-žute boje, boja linije je crna; hematit je crne boje, boja pruge je crveno-braon.

3. Transparentnost . Sposobnost minerala da prenosi svjetlost kroz sebe. Procjenjuje se na kvalitativnom nivou posmatranjem minerala u odnosu na svjetlost. Na osnovu toga:

Transparent (kvarc, islandska šparta, kristal);

Translucent (gips);

Proziran na rubovima (opal);

Nije proziran (pirit, hematit).

4.Shine – sposobnost minerala da reflektuju upadnu svjetlost zavisi od indeksa prelamanja minerala. Sjaj minerala nastaje zbog refleksije od površine kristalnih površina ili loma. Razlikujte Me i NeMe

1. Minerali sa metalnim i metalnim sjajem(više od 3,0). me-podsjeća na sjaj svježeg metala (pirit, galenit), i nalik metalu (2,6 - 3,0), - potamnjelu metalnu površinu (grafit, sfalerit). Ovi sjaji su karakteristični za neprozirne prirodne metale (zlato, srebro, bakar itd.), mnoga jedinjenja sumpora (galena, halkopirit itd.) i okside metala (magnetit, piroluzit itd.).

2.bez sjaja. karakterističan za svijetle, često prozirne minerale. Nemetalni sjaj varira:

dijamant. (1,9 – 2,6) Najjači sjaj karakterističan je za minerale sa visokim indeksom prelamanja (dijamant, cinober).

Staklo. (1,3 – 1,9) Podsjeća na sjaj površine stakla. Nemetalni sjaj karakterističan je za prozirne minerale. Karakteristično za minerale sa niskim indeksom prelamanja (kalcit, kvarc).

Fatty. Sjaj, kao s površine prekrivene filmom masti. Ovaj sjaj nastaje zbog međusobnog potiskivanja reflektiranih svjetlosnih zraka s neravne površine minerala (nefelin, prirodni sumpor).

Pearl. Podsjeća na preljevni sjaj sedefne površine morske školjke. Karakteristično za minerale sa vrlo savršenom i savršenom cijepanjem (liskun, gips).

Svilenkasta. Svojstveno je mineralima sa vlaknastom strukturom. (azbest).

Mat ili dosadan. Uočeni su i minerali sa vrlo fino hrapavom površinom loma (kremen, glina).

Sjaj zavisi od:

Uvjeti su gotovo minimalni: ako površina nije glatka, onda postoji masni sjaj (kvarc), voštani sjaj;

Kristalni oblik: vlaknasti oblik, mineral se odlikuje svilenkastim sjajem.

Neki minerali imaju različit sjaj na licu kristala i na lomu. Tako, na primjer, kvarc ima staklasti sjaj na rubovima, ali masni sjaj na lomovima. Tanki filmovi na ustajaloj površini i naslage stranih tvari također dramatično mijenjaju sjaj minerala.

5. TV – sposobnost minerala da se odupre vanjskim mehaničkim utjecajima, grebanje i brušenje. je važan dijagnostički znak.

Postoji nekoliko metoda za određivanje tvrdoće. U mineralogiji se koristi Mohsova skala. Izrađeno na osnovu referentnih uzoraka, poredanih po rastućoj tvrdoći:

1 Talk Mg3(OH)2

2 Gips Ca*2H2O

3 Calcite Ca

4 Fluorit CaF2

5 Apatit Ca53(F, Cl)

6 Ortoklas K

7 Kvarc SiO2

8 Topaz Al2(F, OH)2

9 Korund Al2O3

Vrijednosti Mohsove skale su relativne i određuju se konvencionalno metodom grebanja. One. kvarc će izgrebati feldspate (ortoklaz), ali neće ogrebati topaz. Proces određivanja tvrdoće minerala na Mohsovoj skali je sljedeći: ako, na primjer, apatit (tvrdoća = 5) zagrebe mineral koji se proučava, a sam uzorak može izgrebati fluorit (tvrdoća = 4), tada tvrdoća uzorka određuje se = 4,5.

Sljedeće stavke mogu zamijeniti standarde Mohsove skale: čelično sječivo noža - tvrdoća oko 5,5, turpija - oko 7, obično staklo - 5

6. Dekolte – sposobnost minerala da se cijepaju ili cijepaju duž određenih ravnina sa formiranjem zrcalno glatke površine.

Cijepanje je povezano sa strukturom kristala i prirodom atomskih veza. Duž ravnina cijepanja, sile veze su slabije nego duž drugih smjerova. Ravnine cijepanja uvijek imaju visoku atomsku gustinu i u svim slučajevima su paralelne sa mogućim kristalnim plohama. Dakle, cijepanje piroksena i amfibola je također direktno povezano sa njihovom strukturom koja sadrži lance silicijum-kiseonika tetraedara.

Cepanje se identifikuje posmatranjem pravilnih sistema pukotina u prozirnim mineralima kao što su fluorit ili kalcit, ili glatkim reflektujućim ravnima koje se formiraju kada se kristali raspadnu, kao što se vidi u feldspatima, piroksenima i liskunima. Tragovi ravni cijepanja igraju važnu ulogu u određivanju pravaca u optičkom proučavanju ksenomorfnih zrna pod mikroskopom koja nemaju dobro definirane rubove.

Stupanj savršenstva manifestacije cijepanja minerala koji se proučava utvrđuje se upoređivanjem s podacima sljedeće skale od 5 koraka:

veoma savršeno– mineral se lako raspada na ljuspice, ploče, listove (liskun, molibdenit).

savršeno- kada se udari čekićem - uboda, što je smanjena sličnost sa slomljenim kristalom. Tako se pri lomljenju halita dobijaju male pravilne kocke, pri drobljenju kalcita dobijaju se pravilni romboedri (topaz, hrom diopsid, fluorit, barit). Formiraju se fragmenti sa ravnomjernim glatkim rubovima

prosjek karakterizirana činjenicom da se na fragmentima kristala jasno uočavaju i ravni cijepanja i neujednačeni lomovi u nasumičnim smjerovima (feldspati, pirokseni)

nesavršen glatke površine Teško ga je otkriti pažljivim ispitivanjem neravne površine mineralne strugotine (apatit, kasiterit).

Veoma nesavršeno- nema glatkih površina.

Kada se cijepaju minerali koji nemaju cjepavost ili su slabo cijepani, pojavljuju se nepravilne površine loma koje se po izgledu karakteriziraju kao: konhoidne (opal), neravne (pirit), glatke (vurcit), rascjepkane (aktinolit), kukaste (samorodno srebro), grubo (diopsid), zemljano (limonit).

Pri obradi kamena, prisustvo cijepanja olakšava dobivanje ravnih površina duž njegovih ravnina, ali otežava brušenje i poliranje drugih ravnina, jer se prilikom obrade mogu pojaviti pukotine na cijepanju. Osim toga, cijepanje može uzrokovati lomljenje minerala tokom upotrebe.

12. Morfologija monokristala i agregata .

Pojava kristala (habitus);

Doubles;

Senčenje ivica.

U zavisnosti od uslova nastanka, isti minerali mogu kristalisati u različitim oblicima, ali je unutrašnja (kristalna rešetka) struktura uvek ista. U prirodi minerali kristaliziraju u obliku: pojedinačnih monokristala, izraslina blizanaca i agregata.

Navika – izgled kristala, m/b:

Isometric– oblici podjednako razvijeni u tri prostorna pravca: oktaedar, romboedar, kocka (oktaedar - dijamant, romboedar - dijamant, kocke - barit, pirit).

izduženo- oblici izduženi u jednom prostornom pravcu: prizmatični, stubasti, stubasti, igličasti, vlaknasti (turmalin - prizmatični kristali, volastanit - igličasti kristali, azbest - vlaknasti).

Stan- forme izdužene u dva prostorna pravca - tabelarni, lamelarni, ljuskavi (liskun - ljuskavi kristali).

Oblik kristala je skeletni i dendritski (razgranati u obliku drveta).

Parovi – pravilne izrasline 2 ili više kristala, koje su često dijagnostički znak minerala.

Blizanci: akrecija (u obliku koplja - npr. lastin rep) i klijanje (stavrolit - 2 heksagonalne prizme rastu jedna u drugu)

Polisintetičko bratimljenje - fuzija mnogih kristala (na primjer, plagioklasa -K-Na - feldspata, karbonata)

Agregati :

Druze – izrasline dobro oblikovanih kristala, različite visine, različito orijentisane, ujedinjene zajedničkom bazom;

četke, kore – agregati različitih visina;

sekrecija – mineralne formacije koje ispunjavaju praznine u stijenama. Punjenje se odvija od periferije prema centru. Ako se na površini praznina pojavljuju četke, tada se takve formacije nazivaju geode (ametist, kvarc);

nodule – sferne mineralne formacije u kojima punjenje tvari ide od centra prema periferiji (karbonati);

ooliti su sferne formacije sa strukturom poput školjke;

sferuliti – sferne mineralne formacije radijalno-zračeće strukture (turmalin);

dendriti – kristali koji imaju složenu razgranatu strukturu poput drveta (samorodno srebro);

jedinice za sinterovanje – kada minerali kristališu iz rastvora (stalaktiti, stalagmiti).

Agregati mogu biti sinterovani, zemljani, u obliku drveta.

Zemljani agregati su uglavnom karakteristični za rastresite, praškaste minerale. To uključuje neke sedimentne stijene - gline (kaolin), boksit.

Šrafiranje na ivicama - je karakteristično svojstvo određenog minerala. Postoje sjenila:

Poprečna paralela (za kvarc).

Uzdužna paralela (turmalin, epidot).

Ukrštanje (magnetit).

13.Geneza stijena i minerala - općenito, klasifikacija procesa .

Procesi stvaranja minerala:

1) Endogeni

Magmatski

Postmagmatic

Pegmatit

Pneumatit

Hidrotermalni

2) egzogeni

3) metamorfna

Endogena procesi se odvijaju unutar Zemlje i povezani su s magmatskom aktivnošću. Karakteriziraju ih visoke temperature i krvni tlak.

Egzogeni procesi se odvijaju na površini Zemlje i povezani su s prijenosom, ponovnim taloženjem, trošenjem i mehaničkim uništavanjem stijena i minerala.

Metamorfni procesi– procesi duboke transformacije ranije formiranih stena i minerala pod uticajem visokih temperatura i pritiska.

Magmatski procesi– najviši t stepen endogenih procesa povezanih sa kristalizacijom minerala iz magme u obliku agregata magmatskih stijena (t ≈700˚S).

Magma– višekomponentni silikatni sistem koji sadrži 5-10% gasne faze.

Pegmatit proces– proces kristalizacije preostale magmatske taline obogaćene isparljivim komponentama, što dovodi do stvaranja specifičnih stijena grubo-kristalne strukture, koje se nazivaju pegmatiti. Karakteristike za nastanak: feldspat kvarc, formiraju se pegmatitne žile.

Pneumatit procesi formiranje minerala iz gasne faze. U nekim fazama kristalizacije magme (moguća su oslobađanja P, Cl, F, S). Podižući se u gornje slojeve → kristalizacijom (prilikom naglog hlađenja), nastaju minerali (sumpor, amonijak).

Hidrotermalni procesi– otopine vrućih stijena koje se oslobađaju iz magme, prodiru kroz pukotine u hladnije dijelove Zemljine kore, vodena para se kondenzira sa bočnim stijenama i formira hidrotermalne žile. Karakteristično za stvaranje kvarca, kalcita, barita.

Unatoč činjenici da mnogi ljudi imaju grubu ideju o tome što je to, neki ne mogu definirati pojam "minerala". Klasifikacija minerala uključuje veliki broj vrlo raznolikih elemenata, od kojih je svaki zbog svojih prednosti i karakteristika našao primjenu u jednom ili drugom području djelovanja. Stoga je važno znati koja svojstva imaju i kako se mogu koristiti.

Minerali su proizvodi veštačkih ili prirodnih hemijskih reakcija koje se dešavaju kako u zemljinoj kori tako i na njenoj površini, a hemijski i fizički su homogeni.

Klasifikacija

Danas je poznato više od 4.000 različitih stijena koje su uključene u kategoriju "minerala". Klasifikacija minerala vrši se prema sljedećim kriterijima:

• genetski (ovisno o porijeklu);
• praktični (sirovine, ruda, drago kamenje, gorivo, itd.);
• hemijski.

Hemijski

Trenutno je najčešća klasifikacija minerala po hemijskom sastavu, koju koriste savremeni mineralozi i geolozi. Temelji se na prirodi veza između različitih strukturnih elemenata, vrsta ambalaže i mnogih drugih karakteristika koje mineral može imati. Klasifikacija minerala ove vrste uključuje njihovu podjelu u pet tipova, od kojih svaki karakterizira prevladavanje određene prirode veze između određenih strukturnih jedinica.

• izvorni elementi;
• sulfidi;
• oksidi i hidroksidi;
• soli kisikovih kiselina;
• halogenidi.

Nadalje, prema prirodi aniona, dijele se u nekoliko klasa (svaki tip ima svoju podelu), unutar kojih su već podijeljeni u podklase, od kojih možemo razlikovati: okvirni, lančani, otočni, koordinacioni i slojeviti minerali. . Klasifikacija minerala sličnog sastava i slične strukture uključuje njihovo kombinovanje u različite grupe.

Karakteristike mineralnih vrsta

• Izvorni elementi. Tu spadaju prirodni metaloidi i metali kao što su gvožđe, platina ili zlato, kao i nemetali kao što su dijamant, sumpor i grafit.
• Sulfiti, kao i njihovi različiti analozi. Hemijska klasifikacija minerala uključuje soli kao što su pirit, galenit i druge u ovoj grupi.
• Oksidi, hidroksidi i njihovi drugi analozi, koji su spoj metala s kisikom. Magnetit, kromit, hematit, getit glavni su predstavnici ove kategorije, koji se razlikuju po hemijskoj klasifikaciji minerala.
• Soli kiseonikovih kiselina.
• Halogenidi.

Također je vrijedno napomenuti da u grupi "soli kisikovih kiselina" postoji i klasifikacija minerala po klasama:

• karbonati;
• sulfati;
• volframati i molibdati;
• fosfati;
• silikati.

Postoje i tri grupe:

• magmatski;
• sedimentni;
• metamorfna.

Po poreklu

Klasifikacija minerala prema porijeklu uključuje tri glavne grupe:

• Endogena. Takvi procesi stvaranja minerala u velikoj većini slučajeva uključuju prodor u zemljinu koru i naknadno skrućivanje podzemnih vrućih legura, koje se obično nazivaju magmama. U ovom slučaju, samo formiranje minerala odvija se u tri koraka: magmatski, pegmatit i postmagmatski.
• Egzogeni. U ovom slučaju, formiranje minerala se dešava u potpuno drugačijim uslovima u odnosu na endogene uslove. Egzogeno formiranje minerala uključuje hemijsku i fizičku razgradnju supstanci i istovremeno stvaranje novih formacija koje su otporne na drugu sredinu. Kristali nastaju kao rezultat trošenja endogenih minerala.
• Metamorfna. Bez obzira na to kako se stijene formiraju, njihovu čvrstoću ili stabilnost, one će se uvijek mijenjati pod utjecajem određenih uvjeta. Stijene koje nastaju zbog promjena u svojstvima ili sastavu originalnih uzoraka obično se nazivaju metamorfnim.

Prema Fersmanu i Baueru

Klasifikacija minerala prema Fersmanu i Baueru uključuje nekoliko stijena namijenjenih uglavnom za proizvodnju raznih proizvoda. To uključuje:

• dragulji;
• kamenje u boji;
• organogeno kamenje.

Fizička svojstva

Klasifikacija minerala i stijena prema porijeklu i sastavu uključuje mnoga imena, a svaki element ima jedinstvena fizička svojstva. Ovisno o ovim parametrima, utvrđuje se vrijednost određene pasmine, kao i mogućnost njene upotrebe u različitim područjima ljudske djelatnosti.

Tvrdoća

Ova karakteristika predstavlja otpornost određenog čvrstog tijela na efekte grebanja drugog. Dakle, ako je dotični mineral mekši od onog kojim se grebe na njegovoj površini, na njemu će ostati tragovi.

Principi razvrstavanja minerala prema tvrdoći temelje se na korištenju Mohsove ljestvice, koju predstavljaju posebno odabrane stijene, od kojih svaka svojim oštrim krajem može zagrebati prethodne nazive. Uključuje listu od deset stavki, koja počinje talkom i gipsom, a završava, kao što mnogi znaju, dijamantom - najtvrđom tvari.

U početku se rasa obično izvodi na staklu. Ako na njemu ostane ogrebotina, tada je u ovom slučaju klasifikacija minerala po tvrdoći već predviđa da se dodjeljuje više od 5. klase. Nakon toga se već određuje tvrdoća prema. Prema tome, ako postoji ogrebotina na staklu, tada se u ovom slučaju uzima uzorak iz 6. klase (feldspat) nakon čega ga pokušavaju nacrtati na željenom mineralu . Tako, ako je, na primjer, ostavio ogrebotinu na uzorku, ali nije ostavio apatit, koji je broj 5, dodjeljuje mu se klasa 5.5.

Ne zaboravite da, ovisno o vrijednosti kristalografskog smjera, neki minerali mogu imati različitu tvrdoću. Na primjer, kod kijanita, na ravni cijepanja, tvrdoća duž duge ose kristala ima vrijednost 4, dok se preko iste ravni povećava na 6. Veoma tvrdi minerali mogu se naći isključivo u grupi sa ne- metalni sjaj.

Sijati

Do stvaranja sjaja u mineralima dolazi zbog refleksije svjetlosnih zraka s njihove površine. U svakom priručniku o mineralima, klasifikacija je podijeljena u dvije velike grupe:

• sa metalnim sjajem;
• sa nemetalnim sjajem.

Prvi uključuju one stijene koje daju crnu liniju i neprozirne su čak i u prilično tankim fragmentima. To uključuje magnetit, grafit i ugalj. Kao izuzetak, ovdje se razmatraju i minerali nemetalnog sjaja i obojene pruge. Ovo se odnosi na zlato sa zelenkastom crtom, bakar sa osebujnom crvenom crtom, srebro sa srebrno-bijelom crtom, kao i niz drugih.

Metalna priroda je slična svježe polomljenom sjaju raznih metala, a može se sasvim jasno vidjeti na svježoj površini uzorka, čak i kada se uzme u obzir.Klasifikacija proizvoda s takvim sjajem uključuje i neprozirne uzorke, koji su teži u odnosu na prva kategorija.

Metalni sjaj karakterističan je za minerale, koji su rude raznih metala.

Boja

Vrijedi napomenuti da je boja trajna karakteristika samo za neke minerale. Tako malahit uvijek ostaje zelen, zlato ne gubi zlatnožutu boju itd., dok je za mnoge druge nestalan. Da biste odredili boju, prvo morate nabaviti svježi čip.

Posebnu pažnju treba obratiti na činjenicu da klasifikacija svojstava minerala uključuje i takav koncept kao što je boja pruge (mljeveni prah), koja se često ne razlikuje od standardne. Ali u isto vrijeme, postoje i pasmine kod kojih se boja praha značajno razlikuje od njihove. Na primjer, oni uključuju kalcit, koji može biti žuti, bijeli, plavi, tamnoplavi i mnoge druge varijacije, ali prah će u svakom slučaju ostati bijeli.

Prašak, odnosno trag minerala, dobija se na porculanu, koji ne treba da bude prekriven nikakvom glazurom, a među profesionalcima se jednostavno naziva „keks“. Duž njegove površine povlači se linija sa identifikovanim mineralom, nakon čega se lagano razmazuje prstom. Ne treba zaboraviti da tvrdi, ali i vrlo tvrdi minerali ne ostavljaju nikakav trag za sobom jer će jednostavno izgrebati ovaj „keks“, pa je potrebno prvo sastrugati određeni dio njih na bijeli papir, a zatim samljeti do željenog stanja.

Cleavage

Ovaj koncept podrazumijeva svojstvo minerala da puca ili se cijepa u određenom smjeru, ostavljajući sjajnu, glatku površinu. Vrijedi napomenuti i činjenicu da je Erasmus Bartholin, koji je otkrio ovo svojstvo, rezultate svog istraživanja poslao prilično autoritativnoj komisiji, uključujući poznate naučnike kao što su Boyle, Hooke, Newton i mnogi drugi, ali su oni prepoznali otkrivene fenomene kao slučajne i zakoni kao nevažeći, iako se bukvalno vek kasnije ispostavilo da su svi rezultati tačni.

Dakle, pruža se pet glavnih gradacija cijepanja:

• vrlo savršeno - mineral se lako može podijeliti na male ploče;
• savršeno - sa bilo kojim udarcima čekićem, uzorak će se podijeliti na fragmente, koji su ograničeni ravninama cijepanja;
• bistra ili srednja - pri pokušaju cijepanja minerala nastaju fragmenti, koji su ograničeni ne samo ravninama cijepanja, već i neravnim površinama u nasumičnim smjerovima;
• nesavršeno - otkriveno s određenim poteškoćama;
• vrlo nesavršeno - dekoltea praktički nema.

Određeni minerali imaju nekoliko smjerova cijepanja odjednom, što im često postaje glavna dijagnostička karakteristika.

Kink

Ovaj koncept se odnosi na površinu rascjepa, koja nije prošla kroz cijepanje u mineralu. Danas je uobičajeno razlikovati pet glavnih tipova prijeloma:

• glatka - nema primjetnih savijanja na površini, ali nije zrcalno glatka, kao što je slučaj s dekolteom;
• stepenasti - karakterističan za kristale koji imaju manje ili više jasno i savršeno cijepanje;
• neujednačeno - manifestira se, na primjer, u apatitu, kao i nizu drugih minerala koji imaju nesavršeno cijepanje;
• rascjepkano - karakteristično za minerale vlaknastog sastava i donekle je slično lomu drveta preko vlakna;
• konhoidni - oblik njegove površine je sličan ljusci;

Ostale nekretnine

Prilično veliki broj minerala ima takvu dijagnostičku ili karakterističnu osobinu kao magnetizam. Da biste to odredili, uobičajeno je koristiti standardni kompas ili poseban magnetizirani nož. Ispitivanje se u ovom slučaju provodi na sljedeći način: uzima se mali komadić ili mala količina praha ispitnog materijala, nakon čega se dodiruje magnetiziranim nožem ili potkovom. Ako nakon ovog postupka čestice minerala počnu da se privlače, to ukazuje da ima određeni magnetizam. Kada koristite kompas, postavite ga na neku ravnu površinu, zatim pričekajte da se igla poravna i donesite mineral do njega bez dodirivanja samog uređaja. Ako se igla počne pomicati, to znači da je magnetna.

Određeni minerali koji sadrže soli ugljičnog dioksida, pod utjecajem hlorovodonične kiseline, počinju da oslobađaju ugljični dioksid koji se pojavljuje u obliku mjehurića, zbog čega mnogi to nazivaju "ključanjem". Među ovim mineralima su: malahit, kalcit, kreda, mermer i krečnjak.

Takođe, neke supstance se mogu dobro rastvoriti u vodi. Ovu sposobnost minerala lako je odrediti ukusom, a posebno se to odnosi i na druge.

Ako trebate testirati minerale na taljivost i sagorijevanje, prvo morate odlomiti mali komadić od uzorka, a zatim ga pincetom staviti direktno u plamen plinskog plamenika, alkoholne lampe ili svijeće.

Oblici njihovog pojavljivanja u prirodi

U velikoj većini slučajeva u prirodi se različiti minerali nalaze u obliku izraslina ili pojedinačnih kristala, a mogu se pojaviti i u obliku klastera. Potonji se sastoje od velikog broja zrna s unutrašnjom kristalnom strukturom. Dakle, postoje tri glavne grupe sa karakterističnim izgledom:

• izometrijski, podjednako razvijen u sva tri pravca;
• izduženi, koji imaju više izduženih oblika u jednom smjeru;
• proširena u dva smjera dok je treći kratak.

Vrijedi napomenuti da neki minerali mogu formirati prirodno stopljene kristale, koji se tada nazivaju blizanci, tees i drugim nazivima. Takvi uzorci su često rezultat međusobnog rasta ili međusobnog rasta kristala.

Vrste

Nemojte miješati pravilne izrasline i nepravilne nakupine kristala, na primjer, sa „četkicama“ ili druzama koje rastu na zidovima pećina i raznim šupljinama u stijenama. Druzeni su izrasline formirane od nekoliko više ili manje pravilnih kristala i istovremeno rastu na jednom kraju do neke stijene. Njihovo formiranje zahtijeva otvorenu šupljinu, koja omogućava slobodan rast minerala.

Između ostalog, mnogi kristalni minerali odlikuju se prilično složenim nepravilnim oblicima, što dovodi do stvaranja dendrita, sinter oblika i drugih. Do stvaranja dendrita dolazi zbog prebrze kristalizacije minerala smještenih u tankim pukotinama i porama, a stijene u ovom slučaju počinju nalikovati prilično bizarnim biljnim granama.

Često se dešavaju situacije kada minerali gotovo u potpunosti popune mali prazan prostor, što dovodi do stvaranja sekreta. Koriste koncentričnu strukturu, a mineralna supstanca je ispunjava prema centru sa periferije. Dovoljno velike izlučevine, koje imaju prazan prostor u sebi, obično se nazivaju geode, dok se male formacije nazivaju krajnici.

Konkrecije su konkrecije nepravilnog okruglog ili sfernog oblika, do čijeg stvaranja dolazi zbog aktivnog taloženja mineralnih tvari oko određenog centra. Često ih karakterizira radijalno zračeća unutarnja struktura, a za razliku od sekreta, rast se događa, naprotiv, prema periferiji od centra.

Po čemu se minerali razlikuju od stijena i kako ih ljudi koriste? U našem članku naći ćete odgovore na sva ova pitanja.

Mineral i kamen: u čemu je razlika?

Vanjski omotač naše planete (zemljina kora) sastoji se od mnogih stijena i minerala. Svaki od njih je predmet detaljnog proučavanja za posebnu kastu naučnika - geologa, mineraloga i petrografa. Koje su to prirodne formacije? I po čemu se minerali razlikuju od stijena? Pokušajmo odgovoriti na ova pitanja što jednostavnije.

Minerali i kamenje razlikuju se jedni od drugih onoliko koliko se prehrambeni proizvodi razlikuju od gotovih jela. Ako imate jaja, mlijeko, šećer i brašno, onda od ovih sastojaka možete napraviti ili palačinke ili aromatične knedle za supu. Sve će ovisiti o proporcijama i tehnologiji kuhanja.

Koliko god ova analogija bila gruba, praktično ista stvar se dešava sa mineralima i stenama. Primjer je kvarc, jedan od najčešćih minerala na našoj planeti. U kombinaciji s nekim tvarima formira granit, au kombinaciji s drugima - bazalt.

Međutim, vratimo se glavnom pitanju: po čemu se minerali razlikuju od stijena? Ključna razlika je sljedeća: stijene se sastoje od različitih minerala. To su pak hemijska jedinjenja koja su po svom sastavu homogenija. Zanimljivo je napomenuti da do početka 19. veka naučnici još nisu pravili razliku između minerala i stena. Ova podjela se u nauci pojavila relativno nedavno.

Mineral i stijena: definicija pojmova

Mineral je prirodno hemijsko jedinjenje sa specifičnim sastavom, obično kristalne strukture. Termin dolazi od kasnolatinske riječi minerale, što znači "ruda". Minerali u zemljinoj kori su najčešće predstavljeni u čvrstom agregatnom stanju. Međutim, pronađeni su tekući (prirodna živa) i plinoviti minerali (na primjer, sumporovodik).

U prirodi se minerali formiraju kao rezultat raznih geoloških procesa. Njih proučava posebna naučna disciplina - mineralogija. Glavna fizička i optička svojstva minerala uključuju tvrdoću, lomljivost, gustinu, cijepanje, lom, boju i sjaj.

Stijena je prirodni agregat koji se sastoji od jednog ili više minerala. Može biti tvrda ili mekana, labava. Svaka od postojećih stijena ima određeni sastav, teksturu, boju i druge karakteristike. Njihovim sveobuhvatnim proučavanjem bavi se petrografija. Pojam "stena" prvi je upotrebio ruski geolog Vasilij Severgin 1798.

Sada znate po čemu se minerali razlikuju od stijena. Ali koje su njihove vrste poznate modernoj nauci? Više o tome kasnije.

Vrste i primjeri stijena i minerala

Šta je kvarc? Da li je feldspat mineral ili kamen? Šta je sa granitom i bazaltom? Pokušajmo razumjeti ovo pitanje.

U prirodi postoji veliki izbor minerala! Trenutno čovječanstvo poznaje oko 6 hiljada minerala. Ali samo 150 njih je široko rasprostranjeno u prirodi. Postoji nekoliko različitih klasifikacija minerala. Dakle, prema stepenu rasprostranjenosti u zemljinoj kori, razlikuju se:

• Gradotvorni (oni koji čine osnovu većine stijena).
• Dodatak (prisutan u sastavu stijena, ali ne čini više od 5% njihove ukupne mase).
• Rijetki minerali (njihove pojave u prirodi su izuzetno rijetke).

Genetička klasifikacija dijeli sve minerale u niz klasa (karbidi, sulfidi, silikati, selenidi, fluoridi, hromati i drugi).

Sve stene Zemlje se obično dele u tri velike grupe (na osnovu njihove geneze):

1. Magmatski (nastao od rastopljene magme kao rezultat njenog hlađenja i daljeg skrućivanja).
2. Sedimentni (nastali kao rezultat ponovnog taloženja produkata vremenskih prilika na površini zemljine kore).
3. Metamorfne (stene nastale u zemljinoj kori pod uticajem veoma visokog pritiska i temperature).

Poznati primjeri minerala: kvarc, feldspat, liskun, olivin, piroksen, plagioklas, kalcit.

Najčešće stene: granit, bazalt, glina, kamena so, kreda, labradorit.

Kvarc

Kvarc je najčešći mineral u prirodi. Dio je mnogih stijena. Udio kvarca u ukupnoj masi zemljine kore je oko 60%. Hemijska formula minerala: SiO 2.

Naziv "kvarc" dolazi od nemačke reči i prevodi se kao "tvrd". U svom čistom obliku, to je prilično tvrd, bezbojan (ili bjelkast) mineral. Nečistoće drugih supstanci mogu mu dati široku paletu boja. Postoji nekoliko desetina vrsta kvarca (kremen, ametist, kalcedon, oniks i druge).

Feldspars

Da li je feldspat mineral ili kamen? Mnogi su sigurni da je to drugo. U stvari, to je mineral i jedan od najčešćih. Spada u klasu silikata.

Feldspars su glavni gradotvorni minerali mnogih stijena magmatskog porijekla (na primjer, granita). Danas ih ljudi naširoko koriste: u staklarskoj, keramičkoj i hemijskoj industriji. Koriste se i kao tokovi u metalurgiji i kao punioci u pastama za zube.

Granit

Granit je stijena magmatskog porijekla. Njegov mineralni sastav uključuje kvarc, feldspat i liskun. Graniti su izuzetno česti u kontinentalnoj kori. U prirodi se najčešće nalaze crveni, ružičasti i sivi graniti.

Ova pasmina, zbog svoje izuzetne gustoće, čvrstoće i otpornosti na mraz, ima široku primjenu u građevinarstvu. Često se može naći u dekoraciji zidova, oblogama stepenica, kamina i vanjskih fontana. Većina gradskih spomenika, spomenika i stela takođe je napravljena od granita.

Područja primjene stijena i minerala

Danas, gotovo sve minerale i stijene na Zemlji ljudi koriste u većoj ili manjoj mjeri. Štaviše, hiljade geologa svakodnevno rade na otkrivanju sve više i više naslaga raznih minerala širom svijeta. Dakle, kako čovjek koristi minerale i stijene iskopane iz dubina planete?

Počnimo, možda, s mineralnim resursima goriva. Prirodni plin, treset i ugalj naširoko se koriste za grijanje stambenih zgrada, pogon termoelektrana, kotlarnica i drugih industrijskih preduzeća. Međutim, najtraženija sedimentna stijena u modernom svijetu je nafta. Ne samo benzin, već i plastika, polietilen i drugi korisni materijali dobijaju se od takozvanog „crnog zlata“.

Nemoguće je ne spomenuti željezne kvarcite, koji se nakon obogaćivanja rudne mase koriste u proizvodnji lijevanog željeza i čelika. Zlato, srebro, platina su najvredniji metali koji se koriste u nakitu, preciznom inženjerstvu i elektronici.

U građevinarstvu se koristi niz minerala i stijena. To su krečnjak, pijesak, glina, kreda, gips, mermer i drugi. Mnogi od njih se također koriste u medicini i kozmetologiji. Boje se dobijaju iz nekih minerala. Između ostalog, različiti minerali našli su svoju primenu u radioelektronici, optici, hemijskoj industriji, pa čak i u svemirskoj industriji.